DE2406650C2 - Doppelwandiges Auspuffrohr - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft ein doppelwandiges, aus geraden und gekrümmten Abschnitten bestehendes Auspuffrohr, mit einem glatten und einem gerippten Rohr, die konzentrisch zueinander angeordnet sind, wobei die Rippen des gerippten Rohres im Bereich der gekrümmten Abschnitte einen kurzen Abstand aufweisen und zwischen sich Räume ausbilden, die mit einem unbewegten Gas gefüllt sind.

Bei Auspuffrohren dieser Art (vgl. DE-OS 21 57 348) ist das glatte Rohr als starkwandiges tragendes Rohr ausgebildet, auf dessen Außenseite das gerippte, lediglich eine geringe Wandstärke aufweisende Rohr angeordnet ist. Durch eine derartige Anordnung wird das von heißen Auspuffgasen durchströmte tragende Rohr mit geringem technischen Aufwand äußerst wirksam thermisch gegenüber der Umgebung isoliert, so daß die Wärmeverluste auf ein Minimum reduziert werden. Hohen Anteil an der Wärmeisolierung haben dabei die zwischen den Rohren ausgebildeten Räume, die aufgrund der Füllung mit einem unbewegten Gas die Warmeübertragung an das dünnwandige Außenrohr stark hemmen.

Die Praxis hat nun gezeigt, daß Auspuffrohre dieser Art zwei entscheidende Nachteile aufweisen. So ist das tragende glatte Innenrohr aufgrund direkten Kontaktes mit den heißen Auspuffgasen und aufgrund der thermischen Abschirmung durch das auf der Außenseite aufgesetzte gerippte Rohr derart hohen Wärmebeanspruchungen ausgesetzt, daß als Material für das tragende glatte Innenrohr rostfreier Stahl verwendet werden muß, der bekanntermaßen die Kosten für eine derartige Auspuffanlage erheblich erhöht. Darüberhinaus kommt bei in dieser Weise ausgebildeten Auspuffanlagen das die Abgase führende glatte Innenrohr nach dem Anlassen des Motors nur verhältnismäßig langsam auf Betriebstemperatur, da zur Erwärmung der starken Wandung aus rostfreiem Stahl eine relativ große Zeitspanne erforderlich ist.

Ausgehend von einem doppelwandigen Auspuffrohr der beschriebenen Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Wärmeübergang an das tragende Rohr zu vermindern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das dünnwandige gerippte Rohr innerhalb des tragenden glatten Rohres angeordnet ist und die Rippen im b5 Bereich der geraden Abschnitte (a\, ο, ei) einen um ein Vielfaches größeren Abstand aufweisen.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die thermische Barriere zur Vermeidung der geschilderten Nachteile auf die Innenseite des glatten tragenden Rohres zu verlegen und dabei die Anordnung derart zu treffen, daß die für die thermische Isolierung maßgeblichen Räume zwischen den Rohren auch im Bereich der gekrümmten Abschnitte des Auspuffrohres vollständig erhalten bleiben. Eine derartige Anordnung wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das dünnwandige Rohr im Bereich der gekrümmten Abschnitte mit relativ dicht nebeneinander liegenden Rippen und im Bereich der geraden Abschnitte mit relativ weit auseinanderliegenden Rippen ausgestattet wird. Durch diese Maßnahmen wird einerseits sichergestellt, daß das gerippte Innenrohr ohne Knickbildung dem glatten tragenden Außenrohr im Bereich der gekrümmten Abschnitte folgt, andererseits erreicht, daß der Wärmeübergang im Bereich der geraden Abschnitte des Auspuffrohres aufgrund der Reduzierung von Wärmebrücken verringert wird

Die mit der erfindungsgemäßen Lösung erreichten Vorteile liegen jedoch nicht nur auf thermischem Gebiet So kann aufgrund des innen liegenden gerippten Rohres, welches hinsichtlich der thermischen Belastungen eine Abschirmung nach außen bildet, das außen liegende glatte tragende Rohr der Auspuffanlage wieder aus normalem Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt hergestellt werden, so daß die Kosten für ein derartiges Auspuffrohr im Vergleich mit bekannten Auspuffanlager erheblich reduziert sind.

Zwar ist es aus der US-PS 27 70 313 bereits bekannt, innerhalb eines tragenden glatten Auspuffrohres ein dünnwandiges geripptes Rohr vorzusehen. Dieses gerippte dünnwandige Rohr hat jedoch lediglich die Aufgabe, die Geräuschentwicklung herabzumindern, wozu die Rippen mit einer Vielzahl von öffnungen ausgestattet sind. Eine thermische Barriere stellt das gerippte Rohr bei dieser bekannten Konstruktion nicht dar, denn durch die in den Rippen angeordneten öffnungen findet ein reger Gasaustausch statt, der eine Isolierwirkung in thermischer Hinsicht verhindert.

Im folgenden ist zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt in einer Seitenansicht einen Abschnitt eines erfindungsgemäßen Auspuffrohres,

Fig.2 u. 3 zeigen jeweils in einem Längsschnitt das tragende starkwandige glatte Rohr bzw. das dünnwandige gerippte Rohr vordem Biegevorgang,

Fi g. 4 u. 5 zeigen in einem Längsschnitt das aus den Rohren gemäß Fig.2 und 3 zusammengebaute Auspuffrohr vor bzw. nach dem Biegevorgang.

In F i g. 1 ist ein Teil eines erfindungsgemäß ausgeführten Auspuffrohres eines Verbrennungsmotors insgesamt mit 10 bezeichnet, das mit einem Flansch 11 versehen ist, mittels welchem das Auspuffrohr entweder am Motorkopf oder an einem anderen Auspuffrohr befestigt wird. F i g. 1 zeigt das Auspuffrohr nach der endgültigen Formgebung. Es besteht aus geraden Abschnitten mit einer Länge a\, C\ und ei, sowie aus gekrümmten Abschnitten mit einer Länge b\ und d\.

In Fig.2 ist das Außenrohr 12 und in Fig. 3 das Innenrohr 13 vor dem Biegevorgang gezeigt. Das Innenrohr 13 aus dünnem, rostfreien Stahl weist im Bereich der Abschnitte a\, c\ und ei, die nach dem Zusammenbau und dem Biegevorgang einen geradlinigen Verlauf behalten, nur wenige Rippen auf, während im Bereich der Abschnitte έ>, und du die nach dem endgültigen

Zusammenbau und dem Biegevorgang einen gekrümmten Verlauf aufweisen werden, eine Vielzahl von dicht nebeneinander liegenden Rippen angeordnet ist Das Innenrohr 13 wird in das Außenrohr \7 zu einem Zeitpunkt eingeführt, zu dem beide noch einen durchgehend geradlinigen Verlauf aufweisen, wie dies in F i g. 4 gezeigt ist Mit 14 sind dabei die Räume bezeichnet, die zwischen den Wänden des Rohres 12 und des Rohres 13 gebildet werden, wobei die Spitzen der Rippen des Rohres 13 die Innenwand des Rohres 12 berühren, so daß das Innenrohr im Außenrohr zentriert ist

Das Außenroh¹· 12 und das Innenrohr 13 werden danach gemeinsam gebogen und der dargestellte Teil des Auspuffrohres nimmt die gewünschte Form an. F i g. 5 zeigt das fertige Auspuffrohr 10 in einem Längsschnitt durch eine Achse. Der Biege Vorgang erfolgt in einer bekannten Vorrichtung, die ohne Anwendung von inneren Stiften lediglich auf das Außenrohr wirkt und auf deren Darstellung verzichtet wurde.

Das innere Rohr 13 folgt genau dem Verlauf des Außenrohres 12, d. h. ohne Verwindungen und Knickbildung. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die dicht nebeneinander liegenden Rippen in den Abschnitten b\ und Ci dem Rohr eine derartige Biegsamkeit verleihen, daß es sich ohne unerwünschte Verformungen biegen läßt

Dadurch daß die Rohrabschnitte mit dicht nebeneinander liegenden Rippen auf Stellen beschränkt sind, die unbedingt erforderlich sind, werden die Lastverluste für das Abgas bei laufendem Motor vermindert.

Die Räume 14, die mit Luft — falls das Innenrohr 13 an seinen Enden mit dem Außenrohr 13 verschweißt ist — oder mit Abgas gefüllt sind, bilden eine gute thermische Isolierung und verhindern damit einen Wärmeübergang zwischen Abgas und Außenrohr. Da in den Räumen keine Konvektionsbewegungen des Gases entstehen können, ist die Isolierung sehr wirksam, zumal die Fläche des Innenrohres, durch die ein Wärmeaustausch erfol&en kann, gering ist, und Berührungsstellen zwischen den Wänden des Innenrohres 13 und des Außenrohres 12 nur in beschränkter Anzahl vorhanden sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Doppelwandiges, aus geraden und gekrümmten Abschnitten bestehendes Auspuffrohr, mit einem glatten und einem gerippten Rohr, die konzentrisch zueinander angeordnet sind, wobei die Rippen des gerippten Rohres im Bereich der gekrümmten Abschnitte einen kurzen Abstand aufweisen und zwischen sich Räume ausbilden, die mit einem unbewegten Gas gefüllt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das dünnwandige gerippte Rohr innerhalb des tragenden glatten Rohres angeordnet, ist und die Rippen im Bereich der geraden Abschnitte (au c_u ei) einen um ein Vielfaches größeren Abstand aufweisen.